Эксплуатация железных дорог

Задача текущего содержания пути -- поддержание постоянной его исправности, выявление и устранение причин, вызывающих неисправности, обеспечение длительных сроков службы всех его элементов.

Наиболее трудоемкая и сложная работа -- капитальный ремонт пути. Его задача -- усиление или оздоровление всего верхнего строения пути и лечение земляного полотна. Капитальный ремонт проводится только на главных путях с грузонапряженностью 10 млн. т-км брутто на 1 км и более.

Задача среднего ремонта -- усиление и оздоровление балластного слоя и шпального хозяйства. Он выполняется на путях всех категорий.

Подъемочный ремонт производится на путях всех категорий с целью восстановления равноупругости основания рельсошпальной решетки и дренирующих свойств балластной призмы.

Сплошная смена рельсов новыми выполняется на главных путях для их усиления при хорошем состоянии балластного слоя и шпал.

Сплошная смена рельсов старогодными производится на главных и станционных путях и сопровождается работами в объеме подъемочного или среднего ремонта пути.

Капитальный ремонт переездов включает замену или укладку железобетонного настила, ремонт подходов к ним, водоотводов, надолбов, шлагбаумов, при необходимости перевод их на автоматическое действие, оборудование автоматической светофорной оповестительной и заградительной сигнализацией, реконструкцию переездных постов.

Сроки между двумя капитальными ремонтами определяются пропущенным по пути тоннажем, при котором достигается предельный допустимый выход рельсов из строя по изломам и другим дефектам.

Срок среднего ремонта определяется пропущенным по пути тоннажем, при котором достигается предельная допустимая засоренность балластного слоя и возникает необходимость его очистки или замены, а сроки подъемочного ремонта -- тоннажем, после пропуска которого заметно ухудшается несущая способность балластного слоя.

Периодичность среднего и подъемочного ремонтов пути зависит от удаленности участков от мест массовой погрузки сыпучих грузов.

В период между капитальными ремонтами в кривых радиусом от 1000 до 651 м производится одна и в кривых радиусом 650 м и менее -- две сплошные смены рельсов новыми.

Путь в целом, как и другие железнодорожные сооружения и устройства, на каждой дистанции имеет технический паспорт. Паспорт содержит таблицы, отражающие сведения о границах путевых подразделений, негабаритных местах, плане и профиле пути, водоотводах, характеристиках рельсов, шпал, балласта, скреплений, стрелочных переводов, переездов, земляного полотна, искусственных сооружений, зданий, снеговых защит, машин и оборудования. Паспорт не только количественно, но и качественно характеризует элементы пути и сооружений -- показывает износ элементов верхнего строения, неустойчивые места земляного полотна, вид, место и время проведения ремонтов и др. В него ежегодно по состоянию на 1 января вносят данные, взятые с натуры. Паспортные данные позволяют планировать ремонтные работы.

Обеспечение безопасности движения поездов при производстве путевых работ

Путевые работы выполняются, как правило, без нарушения графика движения поездов. Для производства больших по объемам работ (ремонты пути) в графике движения поездов предусматривают «окна».

В зависимости от характера нарушения целостности и устойчивости пути место работ ограждают сигналами остановки, уменьшения скорости, знаками «Свисток». Запрещается приступать к работам до ограждения мест их производства, если имеется опасность для следования поездов, а также снимать сигналы до полного окончания работ и проверки состояния пути.

Места работ на перегоне ограждаются в зависимости от количества путей. На станционных путях при необходимости оградить место работ сигналами остановки все ведущие к этому месту стрелки переводятся, чтобы на него не мог попасть подвижной состав. Стрелку в таком положении запирают на замок или зашивают костылями.

Перечень работ с указанием вида сигналов, ограждения, порядка их установки, должности руководителя работ, скорости пропуска поездов по месту работ приводится в Инструкции по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ.

Контроль за состоянием пути

Нормы содержания пути и сооружений, сроки и порядок их осмотров и проверок установлены Инструкцией по текущему содержанию пути. Контроль за их состоянием осуществляется натурным осмотром, путеизмерительными вагонами и тележками, дефектоскопными вагонами и тележками.

Бригадир пути проверяет путь 1 раз в неделю; дорожный мастер совместно с бригадиром пути -- 1 раз в 2 недели; старший дорожный мастер и начальник участка -- не реже одного раза в месяц в границах обслуживаемых ими участков.

Обходчики железнодорожных путей и искусственных сооружений или специально назначаемые монтеры пути, а также дежурный по переезду осматривают путь согласно графику. Кроме этого, проводятся комиссионные месячные и квартальные, весенние и осенние осмотры и проверки.

Для проверок колеи по ширине и уровню применяют путевые шаблоны и путеизмерительные вагоны. Путевые шаблоны бывают рабочие, которыми пользуются при перешивке колеи, и контрольные (рис. 6. 3). Путеизмерительные вагоны обеспечивают измерения и регистрацию на ленте геометрических параметров рельсовой колеи, которые влияют на плавность и безопасность движения.

На бумажной ленте путеизмерительного вагона фиксируются взаимное положение рельсовых нитей по уровню, ширине колеи, горизонтальные и вертикальные толчки, расположение рельсовых нитей в горизонтальной плоскости. Путеизмерительным вагоном проверяют путь при следовании по перегону со скоростью до 100 км/ч.

Установлены 4 качественные оценки состояния пути: отличная, хорошая, удовлетворительная и неудовлетворительная. Отличная, хорошая или удовлетворительная оценка может быть дана, если:

путь полностью исправен, что определяется натурным осмотром и оценивается натурными показателями;

число штрафных баллов, начисляемых за отклонение от установленных норм по показаниям путеизмерительного вагона, не превышает установленных значений;

производства работ (заштриховано) на перегонах.

Все неисправности пути классифицируются пятью степенями. Отклонения в пределах установленных допусков являются неисправностью I степени. Наибольшие и недопустимые отклонения относятся к V степени. Неисправности оценивают по системе возрастающих баллов. Каждая неисправность в зависимости от ее величины получает определенный балл.

Состояние рельсовой колеи в пределах рабочего отделения, околотка, участка, дистанции пути, направления или дороги оценивается средневзвешенным баллом, который получается делением общей суммы баллов по всем установленным отступлениям на число проверенных километров данного участка.

Для своевременного обнаружения дефектов в рельсах, лежащих в пути, используются электромагнитные и ультразвуковые дефектоскопы съемные -- смонтированные на тележках и перемещаемые вручную, и дефектоскопные вагоны. Принцип действия электромагнитных дефектоскопов основан на намагничивании рельсов постоянным магнитным полем и фиксации возникающих у дефектов местных возмущений магнитного поля (полей дефектов) с помощью расположенных над рельсом искательных устройств. При наезде на дефектное место аппарат дает звуковой сигнал и отклоняется стрелка миллиамперметра.

Магнитные дефектоскопные вагоны в рабочем состоянии следуют по перегону с отдельным локомотивом со скоростью 70 -- 80 км/ч.

Действие ультразвуковых дефектоскопов основано на прозвучивании рельса импульсами ультразвуковых колебаний. Внутренние трещины в головке, шейке или подошве рельса препятствуют распространению ультразвука и могут быть обнаружены как по исчезновению сигнала, соответствующего ультразвуковому импульсу, отраженному от подошвы рельса, так и по появлению сигналов, соответствующих попаданию в приемное устройство импульсов, отраженных и рассеянных гранями дефекта.

Ультразвуковой метод используется в съемных рельсовых дефектоскопах УЗД-НИИМ-6М, «Рельс-4», «Рельс-5», «Поиск-2», а также в портативном однониточном контрольном аппарате УРД-63 и приборах для контроля сварных стыков «Рельс-6» и ДУК-66П. Детали стрелочных переводов проверяют дефектоскопом УРДО-3. Для сигнализации о наличии дефекта в ультразвуковых дефектоскопах используются электронно-лучевые трубки или устройства, дающие звуковой сигнал и отклонение стрелки миллиамперметра.

ПУТЕВЫЕ МАШИНЫ

Основные виды машин, механизмов и инструмента

Механизация и автоматизация являются технико-экономической основой путевого хозяйства, обеспечивающем снижение трудоемкости и себестоимости работ, повышение производительности и качества труда.

Путевые машины можно классифицировать либо по признаку работы -- с занятием или без занятия перегона (машины тяжелого и легкого типа), либо по характеру выполняемых работ и назначению.

К путевым машинам тяжелого типа относятся такие, которые на весь период путевых работ занимают перегон. К машинам легкого типа относятся те, которые можно снять с рельсов, если надо пропустить поезд. Для их работы нет надобности закрывать движение поездов.

По назначению машины могут быть разделены на 8 групп: для лечения земляного полотна (путевые струги, прорезе-копатели); для смены путевой решетки и ее элементов (путеукладочные и рельсоукладочные краны и устройства для смены рельсовых плетей, машины для замены шпал); машины для работы с балластным слоем и для выправки пути (электробалластеры, щебнеочистительные, выправочно-подбивочно-отделочные, выправочно-подбивочно-рихтовочные, рихтовочные); для поддержания путевой решетки в исправном состоянии (передвижные рельсосварочные машины, машины для очистки от грязи рельсов и стрелок для закрепления болтовых соединений, поливочные поезда с гербицидами); для контроля состояния рельсов (дефектоскопы съемные и несъемные, путеизмерительные вагоны и тележки); специальный подвижной состав для перевозки грунта и материалов верхнего строения пути (думпкары, хопперы-дозаторы, специальный состав для перевозки рельсовых звеньев и рельсовых плетей); для очистки и уборки снега с пути (снегоочистители и снегоуборочные машины, устройства автоматической очистки стрелок от снега); машины для транспортировки людей и материалов, оборудованные погрузочно-разгрузочными кранами (автомотрисы, дрезины, краны и др.).

Электробалластер предназначен для дозировки и подъемки путевой решетки на балласт. Дозировка - равномерное распределение ранее выгруженного балласта слоем заданной толщины в пределах балластной призмы.

Электробалластер ЭЛБ-3 при подъемке пути на балласт вывешивает путевую решетку до 350 мм. Максимальная высота задозированного слоя балласта достигает 300 мм выше головки рельсов. Рабочая скорость при дозировке 10--15 км/ч, при подъемке 3--8 км/ч. Применение электробалластера позволяет сократить затраты труда на 1 км по сравнению с работами вручную до 175--200 чел.- дней.

С 1980 г. серийно выпускаются щебнеочистительные машины ЩОМ-4, в качестве базы которой использован электробалластер ЭЛБ-3. Основными особенностями ЩОМ-4 являются роторное устройство, конвейер для отбора щебня и механизм для пробивки шпальных ящиков Роторное устройство служит для вырезки балласта на плечах балластной призмы с целью уменьшить сопротивление передвижению машине и представляет собой два многоковшовых ротора, размещенных за первой тележкой по бокам фермы. Механизм для пробивки ящиков предназначен для удаления щебня, застрявшего между шпалами поднятой путевой решетки. Это вращающаяся на оси втулка, имеющая спицы с наконечниками по концам. Спицы при вращении попадают в пространство между шпалами и проталкивают застрявший между шпалами щебень под путевую решетку.

Конвейер для отбора щебня предупреждает переподъемку пути. Он имеет сетчатую ленту и дополнительный бункер, из которого щебень по желобам может сыпаться или в шпальные ящики, или вдоль колеи за концы шпал Производительность машины до 3000 м³/ч, максимальная глубина очистки 25 - 30 см ниже подошвы шпалы. Экипаж - 5 чел. Перемещается машина тепловозом мощностью не менее, чем ТЭЗ, одна секция которого используется как силовая установка для питания электродвигателей основного рабочего органа - звездочки сетчатой ленты щебнеочистительного механизма.

Выправочно-подбивочно-отделочная машина (ВПО-3000) предназначена для уплотнения балласта, выправки и отделки пути при ремонтах. Уплотнение балласта под шпалами основано на непрерывном вибрационном обжатии всей балластной призмы со стороны торцов шпал. При этом производится оправка балластной призмы и уплотнение откосов. Машина (рис. 4) смонтирована на однопролетной ферме, установленной на первой двухосной и второй трехосной тележках. Рабочие органы управляются полуавтоматически и вручную. Для питания рабочих органов машина имеет электростанцию мощностью 200 кВт. Производительность ВПО-3000 достигает 3000 м/ч. Перемещается машина тепловозом, обслуживается 5 чел. и используется при капитальных работах.

При капитальном ремонте пути со сменой рельсошпальной решетки применяются путеукладочные -- УК-25/9 или УК-25/9-18 (рис. 6. 8) Грузоподъемность УК-25/9--90 кН (9т), а УК-25/9-1в4-1.80 кН (18 т). Оба могут укладывать рельсовые звенья длиной до 25 м.

Разборка старой и укладка новой путевой решетки ведутся комплектом разборочно-укладочных средств. В него входят два путеукладочных крана и соответственно два состава платформ, оборудованных роликами для перемещения пакетов с рельсовыми звеньями. В разборочный и укладочные поезда включаются моторные платформы (одна на 10 немоторных) для перемещения пакетов вдоль состава и как тяговые единицы.

Укладочные краны и моторные платформы имеют одинаковое энергетическое оборудование: два дизеля мощностью по 110 кВт; два генератора по 100 кВт; четыре тяговых двигателя мощностью по 43 кВт, каждый из которых приводит в движение одну колесную пару; по два компрессора для питания тормозной системы; пневматические тормоза.

Моторные платформы используются для перевозки пакетов звеньев в пределах фронта работ и для их перетяжки вдоль состава. Грузоподъемность моторной платформы 320 кН, длина 16, 24, ширина 3,25 м.

Часовая производительность путеукладочного крана 0,46 км пути при укладке звеньев длиной 12,5 м и 0,8 км при укладке звеньев длиной 25 м. Применение путеукладчиков по сравнению с работами вручную снижает затраты труда на 1 км на 150 - 175 чел. - час.

При текущем содержании пути и основных работах среднего и подъемочного ремонтов подбивка шпал во всевозрастающих объемах ведется выправочно-подбивочно-рихтовочными машинами ВПР - 1200. ВПР - 1200 - это самоходная универсальная путевая машина цикличного действия, выправляющая путь в плане и профиле. Продолжительность цикла с одновременной подбивкой двух шпал в зависимости от состояния балластного слоя составляет 6--12 с.

Основу машины составляет рама, опирающаяся на две двухосные тележки и имеющая по концам две кабины -- водителя и оператора. Перед второй тележкой на специальной раме подвешены два подбивочных блока, перемещающиеся вертикально и работающие независимо один от другого. Каждый блок имеет 16 подбоек (по 8 на каждую рельсовую нить), перед ними расположены подъемно-рихтовочный агрегат и уплотнитель балласта. Измерение отклонений в положении пути, подача сигналов на подъемку и сдвижку пути, контроль за результатами выправки осуществляется контрольно-измерительной системой, состоящей из двух частей: рихтовочной и нивелировочной. Технологическая производительность машины 400--600 шпал/ч, максимальное время непрерывной работы 3 ч. Машина имеет силовую установку ЯМЗ-238 мощностью 176 кВт. Обслуживают ее 5 чел. Машиной можно управлять вручную, полуавтоматически или автоматически.

Для лечения больных мест земляного полотна используются прорезекопатели, станки для бурения горизонтальных и наклонных скважин для выпуска воды из балластных корыт или мешков. Особенно эффективны для этой цели пневмопробойники. Пневмопробойник работает по принципу пневматических машин ударного действия (отбойного молотка и др.). Корпус имеет форму гладкого цилиндра, заостренного в передней части. При работе движется подобно забиваемой свае, уплотняя грунт впереди и в стороны, и оставляет за собой скважину диаметром 200 мм. В пробитую скважину можно внести дренажную трубу или дренажный заполнитель. Масса пневмопробойника 80 кг.

Для электроконтактной сварки рельсов, восстановления целостности рельсовых плетей при изломах применяют рельссварочные машины ПРСМ - 1 и ПРСМ - 3. ПРСМ - 1 перемещается тепловозом, а ПРСМ - 3 - самоходная. Рельсы сваривают электросварочной головкой К - 355. Машина построена на базе четырехосной платформы, на которой смонтированы две качающиеся портальные рамы со стрелой, размещаются две электросварочные головки и кузов дизель - генераторного отделения. В нем размещена электростанция У 36 мощностью 200 кВт, питающая сварочный агрегат, тяговые двигатели и вспомогательные механизмы. В специальном отделении установлены два шкафа электросварочного оборудования, агрегат для охлаждения сварочных головок и две гидроустановки.

На перегоне рельсы сваривают по двум схемам: непосредственно в пути и в колее действующего пути. Плети сваривают при температуре рельсов, соответствующей расчетному температурному интервалу закрепления.

Для ликвидации волнообразного износа поверхности головок рельсов используется рельсошлифовальный поезд, состоящий из локомотива, рельсошлифовального вагона и цистерны с водой для охлаждения и смачивания абразивных камней. На тележках вагона размещается 24 шлифовальных камня, а на тележках цистерны - 16. Они прижимаются к головке рельса с усилием 100--140 кН. Рабочая скорость поезда 30--65 км/ч. Управляют шлифовальными механизмами с пульта управления, находящегося в вагоне, при помощи электронно-пневматической системы. Для удаления неровностей на рельсах на величину до 1 мм поезд совершает до 35--40 проходов.

В путевом хозяйстве большое распространение получил гиравлический и электрифицированный инструмент. Источником питания для электрического инструмента служат передвижные электростанции или постоянные линии энергоснабжения.

Электрические вибрационные шпалоподбойки предназначены для уплотнения балласта под шпалой. На отечественных дорогах применяют электрошпалоподбойки двух типов: ЭШП-7, ЭШП-9 мощностью 250 Вт. Колебания корпуса вибратора передаются подбивочному полотну и наконечнику. За счет вибраций и давления наконечника балласт приходит в движение и заполняет пустоты под шпалой.

Путевые гаечные ключи применяют двух типов: с вертикальным расположением шпинделя ШВ-2, ПГК и с горизонтальным -- ЭК-1М. Шуруповерт ШВ-1 и путевые гаечные ключи ЭК-1М и ПГК имеют электрический двигатель мощностью соответственно 1; 0,4; 0,6 кВт. Все электрогаечные ключи снабжены специальными роликами для перемещения по рельсам, так как масса их значительна (от 24 до 63 кг). Шуруповерт ШВ-2 служит для отвинчивания и завинчивания шурупов, гаек клеммных и закладных болтов, сверления отверстий в шпалах и брусьях.

Электрический рельсорезный станок РМ-3 предназначен для резки рельсов всех типов. Мощность двигателя 1 кВт, время резания рельсов Р75, Р65, Р50 соответственно 22, 17, 10 мин.

Электрические рельсосверлильные станки применяют типов 1024-В и РСМ-1. Они сверлят отверстия в шейках рельсов под стыковые болты. Мощность электродвигателя 1 кВт. Масса станка 35--37 кг.

Рельсошлифовальные станки могут быть электрические МРШ-3 и с бензиновым двигателем РТ-2. Применяются также станки для затески шпал и моторные гидравлические рихтовщики РГУ-1.

Гидравлические домкраты предназначены для вывески пути. Наибольшее распространение получили домкраты ДГ-9 и ДГП-8 грузоподъемностью 60 и 80 кН, вывешивающие путь на высоту до 200 мм. Их масса 17--20 кг.

Рихтовочный прибор РГ-12Б предназначен для выправки пути в плане. Его грузоподъемность 60 кН, ход штока до 100 мм, а масса 0,5 кг.

Для разгонки зазоров применяется гидравлический прибое РН-03. Он создает распорное усилие 250 кН, обеспечивая передвижку рельсов до 150 мм за одну установку. Масса прибора 78--100 кг, он передвигается по рельсам на роликах.

Лекция 6

Текущее содержание ж.д. пути. Диагностика состояния пути. Эксплуатационные нормативы. Снегоборьба. Обеспечение безопасности путевых работ

ТЕКУЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ ПУТИ

Планирование

Работы текущего содержания пути планируются в соответствии с годовыми, квартальными и полумесячными планами. Состав работ текущего содержания, их объем зависят от грузонапряженности, скоростей движения поездов, нагрузок на оси, характера перевозимых грузов, рода тяги, степени износа элементов верхнего строения, засоренности балластного слоя, плана и профиля пути, климатических особенностей. В связи с сезонными особенностями состав и объемы работ в течение года меняются. Общие объемы регламентируются нормами расхода труда в человеко-годах на 1 км пути.

Полумесячное планирование осуществляется по данным сплошной натурной проверки и осмотра пути дорожным мастером совместно с бригадиром. Неисправности, угрожающие безопасности движения поездов (остродефектные рельсы, излом накладок), устраняют немедленно, как только обнаружат. В первые два дня каждого полумесяца планируют неотложные работы (ликвидация отступлений от допусков по ширине колеи и уровню, резких толчков), а затем -- предупредительные.

Квартальный план составляет начальник дистанции пути с учетом сезонности. В нем указывается порядок и сроки выполнения комплекса предупредительных работ, свойственных данному сезону.

Годовой план разрабатывается на основании данных производственно-финансового плана, плана поступления материалов верхнего строения с учетом утвержденного задания по капитальному, среднему и подъемочному ремонтам пути.

Работы текущего содержания зависят от времени года. В состав летних планово-предупредительных работ входят регулировка зазоров, замена негодных и поправка ослабших противоугонов, одиночная смена шпал, выправка пути по уровню и в продольном профиле, рихтовка, перешивка, планировка балластной призмы и обочин, очистка рельсов и скреплений от грязи, уборка грязи с пути, очистка водоотводных канав и кюветов.

В осенний период выполняется комплекс работ для подготовки пути к периоду дождей и к зиме: выправка пути с подбивкой шпал, сплошная рихтовка и смазка болтов, закрепление пути от угона, проверка рельсовых цепей, планировка балластной призмы, отвод воды. Кроме того, готовятся к снегоборьбе: устанавливают знаки для снегоочистителей, колья и снеговые щиты, ремонтируют снегозащитные заборы, на раздельных пунктах во всех местах с междупутий убирают препятствия для работы снегоуборочных машин.

В зимние планово-предупредительные работы входят: замена дефектных рельсов, перешивка пути, регулировка зазоров, исправление пути укладкой карточек. Неотложные работы в этот период -- исправление пути на пучинах, во время метелей контроль за работой снеговых защит, перестановка щитов, очистка пути от снега и др.

В конце зимы вскрывают от снега канавы и кюветы, русла малых мостов и труб, очищают от снега откосы больных насыпей и выемок.

Весной в первую очередь отводят воду от земляного полотна и балластной призмы и выполняют работы по предупреждению размывов и подмывов при проходе весенних вод. Работы выполняют в два этапа. На первом для предупреждения угона пути при оттаивании балласта до подошвы шпал регулируют зазоры и приводят в порядок противоугонную систему, добивают костыли, исправляют путь на пучинах, подтягивают болты. На втором этапе, после оттаивания балласта ниже подошвы шпал, производят одиночную смену шпал для «разрядки кустовой гнилости», зачищают заусенцы на шпалах, устраняют толчки и перекосы, перешивают колею, очищают рельсы, скрепления и верх балластной призмы от грязи, исправляют путь на пучинах, сплошь рихтуют путь, приводят в порядок водоотводы после паводка.

Планирование контингента рабочей силы. Потребность в монтерах пути определяют на основании дифференцированных норм расхода рабочей силы на 1 км развернутой длины главных и станционных путей и на один стрелочный перевод в зависимости от грузонапряженности, типа рельсов и рода балласта. Для главного пути с деревянными шпалами нормы изменяются от 0,45 до 1,5 чел/км. На станциях нормы зависят от категории станционных путей и равны 0,45--0,8 чел/км развернутой длины.

На содержание одного централизованного стрелочного перевода норма расхода рабочей силы составляет 0,26-- 0 34 чел., нецентрализованного -- 0,065 чел. на главных и станционных путях первой и второй категорий и 0,045 чел. на прочих путях.

Для руководства производственной деятельностью дистанций пути установлены типовые штаты инженерно-технических работников и служащих.

Объемы основных работ

Наиболее трудоемкая работа текущего содержания -- выправка пути по уровню и в продольном профиле. Количество выправляемых концов шпал в течение года на 1 км пути может быть определено зависимостью

; (6.1)

где - количество выправок в зоне стыков и во внестыковой зоне на 1 км пути в год; - количество шпал в зоне стыка (при деревянных = 6, при железобетонных = 8); -- количество стыков на 1 км; -- количество шпал на 1 км; - доля промежуточных шпал, подлежащих выправке, принимаемая равной 0,25.

Количество выправок в течение года

; (6.2)

где С - коэффициент пропорциональности, принимаемый для пути с деревянными шпалами равным 8 и с железобетонными шпалами 10; - грузонапряженность участка, млн. т-км брутто на 1 км; P -- масса рельса, кг/м;

- произведение коэффициентов , зависящих от расположения выправляемого участка относительно рельсового болтового стыка, рода балласта и степени его засоренности, осевой нагрузки, скорости обращения подвижного состава, конструкции скреплений, состояния земляного полотна;

n - количеств выправок, не зависящих от грузонапряженности и определяемых конструкцией пути и климатическими условиями.

Количество рихтовок в год, необходимых для содержания пути в исправном состоянии,

; (6.3)

где - интенсивность накопления остаточных деформации рельсовых нитей в горизонтальной плоскости, выраженная в росте стрелы прогиба в мм после прохода 1 млн. т грузов брутто; - грузонапряженность участка, млн. т-км/км брутто в год; - среднее квадратичное отклонение интенсивности накопления остаточного прогиба от его математического ожидания, мм;

[f] - наибольшая допускаемая стрела прогиба рельса в горизтальной плоскости в различных условиях эксплуатации, мм; - произведение коэффициентов, учитывающих материал балласта, ширину плеча балластной призмы, план трассы; - средняя квадратичная скорость обращения поездов, км/ч;

P - средневзвешенная осевая нагрузка, кН.

Довольно значительны на пути с деревянными шпалами объемы перешивок, которые определяются так:

; (5.4)

где - количество перешиваемых (регулируемых) концов шпал в зоне болтового стыка (при деревянных =6, при железобетонных =4);

- количество болтовых стыков на 1 км; -- количество регулировок ширины колеи в зоне болтовых стыков и во внестыковой зоне; -- количество шпал на 1 км; -- Доля концов шпал, подвергающихся перешивке во внестыковой зоне (при железобетонных шпалах = 0,2, при деревянных = 0,25).

Количество массовых перешивок в течение года

;

где - интенсивность средневзвешенного накопления местной деформации по ширине колеи, мм/млн.т брутто; - грузонапряженность участка, млн. т-км/км брутто в год; -- средняя квадратичная скорость обращения поездов, км/ч; - среднее квадратичное отклонение изменения ширины колеи от ее среднего значения, мм; - длина волны изменения ширины рельсовой колеи, м (для середины плети ==. 6 м; для зоны стыков = 3 м); [ i ] - допускаемый градиент изменения ширины колеи;

- произведение коэффициентов, учитывающих ширину плеча балластной призмы, радиус кривизны пути, конструкцию скреплений; P - средневзвешенная осевая нагрузка, кН.

Объемы работ по подтягиванию гаек болтовых соединений бесстыкового пути со скреплениями КБ-65

; (6.6)

где -- количество подтягиваний гаек клеммных болтов в болтов в течение года на уравнительных звеньях и за их пределами; -- количество уравнительных звеньев на 1 км; -- количество шпал на 1 км.

Количество подтягиваний гаек закладных и клеммных болтов

; (6.7)

где -- интенсивность ослабления затяжки гаек закладных и клеммных болтов, Н·м/млн.т брутто; -- грузонапряженность, млн. т-км брутто на 1 км;

- экстремально допустимые значения моментов кручения гаек закладных и клеммных болтов; - коэффициенты, учитывающие план трассы;

- средняя квадратичная скорость подвижного состава, км/ч.

В расчетной формуле в уравнительный пролет включены температурно-перемещаемые концы рельсовых плетей длиной 50 м каждый.

Организация работ

Работы текущего содержания пути выполняют без нарушения графика движения поездов в интервалы между поездами 20 мин и более. На линиях с большой интенсивностью движения поездов для работ текущего содержания в графике движения выделяют «окна» продолжительностью 1--2 ч. На двухпутных линиях «окна» выделяют по каждому пути. Используются также «окна», предоставляемые для ремонтов пути и контактной сети. В «окна» выполняют работы, которые невозможно по условиям технологии и безопасности движения поездов выполнять в интервалы времени между поездами, а также работы с применением путевых машин тяжелого типа.

Одно из действенных средств улучшения текущего содержания -- внедрение передовых методов и опыта путейцев-новаторов.

В современных условиях для выполнения основных работ текущего содержания все шире внедряются машины. При выполнении комплексных планово-предупредительных работ с использованием таких машин, как РОМ-Л, 16 - шпиндельный гайковерт ПМГ и ВПР-1200, образуется технологическая цепочка, которая эффективна при предоставлении технологических «окон» продолжительностью не менее 1,5--2,0 ч.

Классификация, способы и организация работ

Организация путевых работ должна обеспечивать безопасность движения поездов, высокое качество выполнения при наименьших затратах труда, материалов и энергии, эффективное использование средств механизации и автоматизации производственных процессов, соблюдение правил техники безопасности и охраны труда.

Все работы при ремонтах пути разделяются на предварительные, подготовительные, основные и отделочные.

К предварительным относятся лечение больных мест земляного полотна, ликвидация пучин. Их выполняют за год до основных работ, чтобы земляное полотно за этот период стабилизировалось.

К подготовительным работам относятся обмеры пути для уточнения объемов работ, относ путевых знаков, обрезка длинных концов шпал и смена гнилых, добивка костылей, регулировка зазоров, смазывание болтов, сборка рельсовых звеньев на базе.

Основные работы определяют сущность данного вида ремонта. Так, при капитальном ремонте основные работы-- это смена рельсошпальной решетки, очистка и усиление балластного слоя с подъемкой пути на балласт и подбивкой шпал.

Отделочные работы обеспечивают состояние пути, полностью отвечающее требованиям ПТЭ и технических условий, установленных для данного вида ремонта.

При составлении технологических процессов существенное значение имеют выбор методов и способов производства работ и расстановка рабочей силы.

При комплексном методе все основные работы (сплошная смена путевой решетки, очистка, балласта, балластировка подбивка шпал) выполняются одновременно в «окно».

При раздельном методе выполняются последовательно операции, входящие в комплекс. Например, сначала сплошь заменяют рельсы, а потом шпалы. Комплексный метод полнее охватывает работы средствами механизации, обеспечивает четкую специализацию труда, исключает повторяемость однородных операции создаёт лучшие условия для руководства, снижает поездные потери. По расстановке рабочей силы различают способы организации: звеньевой, поточный, смешанный (поточно-звеньевой).

При звеньевом способе каждый рабочий или группа выполняет на своем участке весь комплекс работ одновременно по всему фронту. Этот способ применяют на простейших (1 - 3 операции) работах.

Поточным способом называется такой, при котором бригады делятся на группы по числу последовательно выполняемых операций. Все операции, входящие в состав отдельной работы, а следовательно, и все работы, объединяемые в потоки выполняются в одном темпе, равном темпу ведущей работа за которую принимается механизированная и трудоемкая. Только при этом способе возможна комплексная механизации автоматизация (рис. 6. 11). Однако поточный способ имеет и недостатки. Группы литеров пути вступают в работу и заканчивают ее не одновременно, а последовательно из-за чего много времени затрачивается на развертывание и свертывание работ.

Если работы не полностью механизированы, то может оказаться целесообразным применение смешанного способа.

Рис. 5. График производства основных работ капитального ремонта пути с укладкой деревянных шпал и очисткой щебня машиной ЩОМ-Д

 Подготовка места для зарядки и разрядки ЩОМ-Д и ВПО-3000

Разборка переездного настила, снятие двух болтов в каждом стыке

Оформление закрытия перегона и пробег машин к месту работ

Зарядка ЩОМ-Д

Очистка щебня ЩОМ-Д

Выправка пути после работы ЩОМ-Д для пропуска путеразборочного поезда

Разрядка ЩОМ-Д

Разболчивание стыков электрогаечными ключами, снятие болтов и установка штырей ОПМС в стыках

Разборка пути путеукладчиком, снятие накладок и укладка их на звено, уборка оторвавшихся шпал

Планировка щебеночного слоя

Укладка пути путеукладчиком, установка нормальных стыковых зазоров приборами ПМС-62, погрузка стыкователей и оторвавшихся шпал

Постановка накладок, сболчивание стыков, перегонка стыковых шпал

Рихтовка пути с постановкой их на ось, выправка пути с подбивкой шпал электрошпалоподбойками в местах препятствий для работы ВПО-3000

Оборудование изолирующего стыка

Выгрузка щебня из хоппер-дозаторов

Выправка пути со сплошной подбивкой шпал, рихтовкой и оправкой балластной призмы машиной ВПО-3000

Заготовка и укладка рельсовых рубок на отводе

Частичная выправка пути после обкатки поездами с подбивкой шпал электрошпалоподбойками

Рихтовка пути, подтягивание клеммных болтов

Пополнение щебня в шпальных ящиках, грубая оправка призмы в местах препятствий для работы машин

Установка инвентарных противоугонов

Технологические процессы производства путевых работ

Путевые работы выполняются по технологическим процессам. В технологическом процессе приводятся: условия работ (в «окно» или на открытом для движения поездов перегоне, число проходящих поездов, порядок доставки материалов и машин к месту работ, ограждение); характеристика пути по показателям, влияющим на организацию и объем работ; расчеты трудоемкости, количество монтеров пути на выполнение отдельных операций, продолжительность операций и работы машин; описание и графики организации работ; производительность и численный состав производственной единицы; перечень машин, механизмов, инструментов, приборов и инвентаря. Составление технологического процесса начинается с расчета затрат труда по нормам времени, необходимых на выполнение данной операции, без учета времени на переходы, отдых и пропуск поездов. Для учета этих факторов определяют поправочный коэффициент б к техническим нормам по формуле

;

где Т -- продолжительность рабочего дня, мин; -- затраты времени на переходы в рабочей зоне (15 мин за смену), отдых (30 мин), пропуск поездов и на технологические перерывы (15 мин).

Затраты труда рассчитывают по форме, (пример для сплошной подбивки шпал). После составления такой расчетной таблицы вычерчивают график технологического процесса.

Организация ремонта пути

Капитальный и средний ремонты пути выполняют путевые машинные станции (ПМС), которые оснащены машинами тяжелого типа, средствами малой механизации и обычно имеют звеносборочные базы. На этих базах выполняется весь комплекс механизированных работ, связанных со сборкой новых рельсовых звеньев, стрелочных переводов, с разборкой снятых звеньев, ремонтом старых шпал. На базах создается зимний запас материалов верхнего строения (балласта, например, до 50% годовой потребности), расходуемых при основных работах в «окно». Звеносборочные базы оснащаются звеносборочными комбайнами. Для погрузочно-разгрузочных работ имеются козловые и стреловые краны. На базах выполняется до 40% работ по общей трудоемкости капитального ремонта пути. Схемы звеносборочных баз ПМС могут быть разнообразными и зависят от размеров площадки, рельефа местности, оснащения технологическим оборудованием и др. Производство работ на базе позволяет обеспечить высокий уровень их механизации и высокое качество, снизить себестоимость.

Капитальный ремонт пути планируется участками на длине тягового плеча и выполняется ПМС по индивидуальным проектам. Ведущее место занимают основные работы, выполняемые в «окно». На перегоне работает цепочка машин, образующих поточную линию; ЩОМ-Д очищает загрязненный щебень; кран снимает звенья старой рельсошпальной решетки и грузит их на платформы; укладочный кран собранные на базе звенья укладывает в путь; балласт выгружается из хопперов-дозаторов; машина ВПО-3000 выправляет, подбивает шпалы и оправляет балластную призму.

Средний ремонт планируют участками длиной не менее перегона, а на станциях -- с охватом всех путей парка. Этот ремонт выполняется ПМС или дистанционными колоннами по объемным ведомостям и калькуляциям, а на участках, где путь переводится на щебеночное основание, по индивидуальным проектам. Организация работ среднего ремонта со сплошной сменой рельсов старогодными с применением путеукладчиков такая же, как и при капитальном.

Подъемочный ремонт главных и станционных путей со стрелочными переводами планируется выборочно на отдельных участках или километрах и выполняется дистанционными колоннами или укрупненными бригадами по объемным ведомостям, калькуляциям и принятым технологическим процессам.

Перегоны, на которых ведутся капитальные работы с использованием тяжелых путевых машин, закрываются для движения поездов по графику на время «окна».

Выбор оптимальной продолжительности «окна» в графике движения поездов

Проектирование технологических процессов капитальных путевых работ начинается с их основной части. Во всем комплексе работ основные являются определяющими.

Как известно, объем возможного выполнения основных работ зависит от продолжительности предоставляемого «окна» Оптимальной продолжительностью «окна» будет та, при которой непроизводительные издержки окажутся минимальными. К числу непроизводительных издержек при выполнении основных работ в «окно» относятся простои рабочей силы, путевых машин и механизмов, поездов вследствие закрытия перегона. Каждый из перечисленных видов простоя может быть математически описан уравнениями.

Исследование уравнения суммарных непроизводительных издержек на экстремум в частных производных по продолжительности «окна» и трудоемкости работ позволяет получить формулу для определения продолжительности оптимального «окна» в зависимости от упомянутых издержек:

; (6.9)

где

- суммарное время развертывания работ принимаемое в первом приближении для капитального ремонта равным 1,5--2,0 ч; - суммарное время технологических перерывов, составляющее от 0,3 до 0,4 ч; - время пробега машин от ближайшей станции до места работы и возвращение их обратно; - коэффициенты, определяемые размерами движения и способами сношений по организации движения; С_п - себестоимость простоя поездов, руб./ч; -- суммарная себестоимость машино-смен комплекса машин, руб/комплект; -- заработная плата рабочих, занятых на работах в «окно», руб.; -- производительность ведущей машины, км/ч.

Вычисленная по формуле (6.9) продолжительность «окна» может иметь погрешности в пределах от 0,1 до. 0,5 ч. Значительно чаще продолжительность «окна» и их количество, предоставляемое в неделю, устанавливается Инструкцией о порядке предоставления и использования «окон» ЦД/3532 1978 г. Согласно этой Инструкции «окна» для капитального ремонта пути должны предоставляться, как правило, на двухпутных линиях продолжительностью 4,0 - 6,0 ч и на однопутных - 4,0-4,5 ч. Для выполнения среднего ремонта пути «окна» должны предоставляться продолжительностью 3-4 ч, а для подъемочного ремонта 2 - 2,5 ч.

Продолжительность «окон» и порядок их предоставления для лечения земляного полотна и ремонта искусственных сооружений в каждом конкретном случае устанавливаются вышестоящей организацией.

Ориентировочное число «окон», которое может быть предоставлено в неделю без уменьшения размеров грузового движения (при скорости следования поездов по отремонтированному пути не ниже 60 км/ч) в зависимости от коэффициента заполнения пропускной способности в графике движения. приведено.

Необходимая продолжительность выполнения капитального ремонта пути, мес,

;

где - планируемый годовой объем капитального ремонта пути между сортировочными станциями, км; - число «окон», предоставляемых в неделю; - расчетная выработка в «окно» одной ПМС, км.

Расчетная выработка в «окно» принимается согласно Инструкции ЦД/3532. Если нет возможности закрыть два и более перегонов, но необходимо форсировать работы, ремонт на одном перегоне ведут силами двух ПМС, при этом протяженность перегона должна быть не менее 16 км.

На участках, где коэффициент заполнения графика движения поездов по наличной пропускной способности составляет 0,6 и выше, капитальный, средний и подъемочный ремонты надо вести так, чтобы с открытием движения сразу после «окна» состояние пути обеспечивало пропуск одного-двух поездов со скоростью 25 км/ч, а последующих -- не менее 60 км/ч.

Техника безопасности при производстве путевых работ

Железнодорожный путь -- зона повышенной опасности. Пребывание на нем допускается только для лиц, выполняющих служебные обязанности и знающих Правила охраны труда и техники безопасности при производстве работ в путевом хозяйстве, а также Инструкцию по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ.

Для обеспечения безопасности подчиненных руководитель проводит инструктаж перед началом работ, обеспечивает организованный проход к месту работ и обратно, организует тщательное наблюдение за безопасностью труда. Руководитель работ или специально выделенное лицо должны правильно расставить подчиненных по фронту работ и указать место, куда они должны уходить на время прохода поезда; не допускать пребывания посторонних людей в зоне работ; отводить рабочих в сторону от пути при приближении поезда не ближе чем за 400 м от места работ при обращении поездов со скоростью до 120 км/ч и за 800 м при большей скорости движения.

Сходить с пути при приближении поезда надо не менее чем на 2 м от крайнего рельса; при работе путеукладчика, электробалластера, уборочной машины, рельсошлифовального поезда и других машин тяжелого типа -- на 5 м, при работе путевого струга - на 10 м; при работе машин, оборудованных щебнеочистительными устройствами, двухпутных и роторных снегоочистителей - на 5 м в сторону противоположную выбросу снега, льда и засорителей; при работе однопутных снегоочистителей - на 25 м от крайнего рельса.

При работах на централизованных стрелках между отведенным остряком и рамным рельсом или между подвижным сердечником и усовиком против тяг электроприводов ставят деревянный вкладыш.

Ночью или при плохой видимости стрелки очищают группой не менее двух человек, один из которых только наблюдает за движением поездов.

Если приближается гроза, пыльная буря или ураган, рабочих организованно отводят в укрытия.

Места производства путевых работ с нарушением целостности и устойчивости пути и сооружений, а также препятствия на пути и около него в пределах габарита приближения строение ограждаются переносными сигналами с выдачей в необходимых случаях предупреждении на поезда. Не допускается приступать к работам, связанным с нарушением целостности и устойчивости пути, не оградив место работ соответствующими сигналами.

Лекция 7

Текущее содержание ж.д. пути. Диагностика состояния пути. Эксплуатационные нормативы. Снегоборьба. Обеспечение безопасности путевых работ

ЗАЩИТА ПУТИ ОТ СНЕГА

Снежные отложения образуются: при снегопаде в безветренную погоду при верховой метели, т. е. снегопаде во время ветра с переносом выпавшего снега; при низовой метели, когда ранее выпавший снег ветром поднимается на высоту 2 м и более и переносится им в виде снежного потока; при поземке, когда ранее выпавший снег гонится по поверхности на высоте до 10 - 20 см; при общей метели. Наблюдения показывают, что перенос снега начинается при скорости ветра более 3 м/с.

Различные профили земляного полотна по-разному подвержены снежным заносам. Над насыпью скорость снегового потока вследствие его сжатия увеличивается (рис. 5), и путь не заносится. Снежные отложения образуются в зоне затишья у подошвы откосов насыпи. На двухпутных и многопутных насыпях высотой 12 м и более возможны отложения снега с подветренной стороны из-за отклонения снеговетрового потока вверх и образования зоны затишья за бровкой.

В выемках образуется основной вихрь и два мелких в кюветах. Мелкие вихри способствуют быстрому отложению снега, а основной -- отложению на откосах. В выемках глубиной более 8,5 м основной вихрь имеет большую скорость, при которой циркуляция потока не допускает отложения снега на пути. Интенсивной снегозаносимости подвержены участки путей на перегонах, расположенные в разных уровнях (более 15 см).

Станционные территории также заносимы, так как подвижной состав, здания и другие устройства создают условия для завихрения, снижения скоростей снеговетрового потока и отложения снега.

На дорогах установлены три категории снегозаносимости, определяющие очередность ограждения заносимых мест: к первой категории (наиболее быстро заносимые) относятся выемки глубиной 0,4--8,5 м, участки на перегонах с путями в разных уровнях, территории станций и нулевые места, расположенные на косогорах; ко второй (начинают заноситься с середины зимы) -- мелкие выемки глубиной до 0,4 м и нулевые места; к третьей категории -- насыпи высотой до 0,65 км, а на косогорах и сильно заносимых участках -- высотой до 1 м.

По степени снегозаносимости участки пути делятся на слабозаносимые -- при переносе к пути до 100 м³/м снега за зиму; среднезаноеимые -- при переносе 100--250 м³/м; сильнозаносимые -- 250--400 м³/м; особо сильнозаносимые -- при переносе более 400 м³/м снега.

Для ограждения путей от снежных заносов используются естественные леса, лесные насаждения (живая защита), переносные решетчатые щиты, решетчатые заборы и надоткосные щиты.

Принцип действия всех видов снеговых защит (кроме над-откосных щитов) основан на замедлении снеговетрового потока при встрече с преградой, выпадании снега из потока с образованием снежных отложений.

Естественный лес -- наилучший вид защиты пути. Он эффективен и дешев. Естественный лес и лесные насаждения защищают поезда и от воздействия бокового и лобового ветров, уменьшая сопротивление движению.

Ширина снегозащитной полосы должна быть такая, чтобы она могла собрать весь приносимый к пути снег ровным слоем, исключающим снеголом. В этом случае потребная ширина полосы определяется по формуле

;

где щ -- площадь поперечного сечения снежных отложений, ; -- высота рабочей части насаждений, зависящая от почвенных условий; принимается равной на черноземах 2,5--3 м, на каштановых почвах 2--2,5 м, на средне-солонцеватых 2--1,5 м.

Наиболее эффективны полосы с разрывами по ширине, при которых экономится посадочный материал, создаются «магазины» влаги в разрывах. Для предотвращения выноса снега на путь ближайшая к нему полоса должна быть наиболее густой и иметь ширину 10--15 м, а для равномерного отложения снега полевая и промежуточные полосы должны быть редкими шириной не более 10 м.

Снегозащитные насаждения располагают параллельно пути с одной или с двух сторон в зависимости от направления и режима поземко-метелевых ветров. Ассортимент древесно-кустарниковых пород определяется климатом и почвами района.

Щитовые снегозащитные линии состоят из кольев, забиваемых в грунт, и прикрепленных к ним щитов. Снеговые щиты изготовляют трех типов:

I -- 2х 1,5 м с площадью просветов 47% -- применяются ограниченно на дорогах, где метели бывают с плотным и мокрым снегом и сопровождаются сильными ветрами;

II - 2x2 м с площадью просветов 43 % - применяются на всех дорогах;

III -- 2x1,5 м с площадью просветов 37 % -- применяются на дорогах, для которых характерны сильные ветры, сухой и подвижный снег.

Сначала щиты устанавливают на расстоянии от уреза откоса выемки (и на нулевых местах от бровки полотна) не менее 30 м при трех перестановках за зиму и не менее 50 м при большем числе перестановок.

Переносные щиты обладают малой снегосборностью (до 30--35 м3/м). При образовании возле них снежного вала более 2/3 высоты щита основание последнего начинает заноситься, резко возрастает вынос снега на путь (до 75--50% переноса с поля), и щиты надо переставлять. Первый раз их перемещают в сторону поля на расстояние 20--30 м от начального положения. При последующих перестановках (II, III, IV) щиты ставят на верх снежного вала в сторону пути каждый раз, когда высота снежного вала достигает 2/3 высоты щита.

Снегосборность можно увеличить в 6--8 раз, если поставить двойную линию, обладающую наибольшей снегосборностью. При этом минимальный вынос снега на путь будет в случае, если первый ряд установить от оси пути на расстоянии, равном 12-15-кратной высоте щита, а второй -- на расстоянии от первого, равном 20 -- 24-кратной высоте щита.

В последнее время получили распространение щиты с увеличенной площадью просветов в нижней части, которые обеспечивают большую снегосборность, особенно в районах с продолжительными метелями.

Снегозащитные заборы являются надежным видом зашиты пути от заносов при длительных метелях с сильными ветрами на участках, где лесные насаждения произрастать не могут Максимальная снегосборность достигается при прямом угле между забором и направлением господствующих ветров. Если этот угол менее 30°, снегозащитные заборы малоэффективны.

Различают три типа снегозащитных заборов: с вертикальной горизонтальной и комбинированной обшивкой.

На дорогах строят деревянные снегозащитные заборы высотой 4,2; 5,2; 6,2 и 6,7 м и железобетонные высотой 4 6- 5,5; 6,0 м. Заборы устанавливают на расстоянии от оси пути, равном 12,5-13-кратной их высоте, при площади просветов 34-40%, и на расстоянии, равном 15-кратнои высоте, при площади просветов 47%. Решетчатые заборы высотой 6,7 м имеют снегосборность до 350--400 м³/м. Заборы высотой более 6,7 м экономически нецелесообразны.

При переносе к пути в конце зимы более 400 м /м снега выгодно строить двойные решетчатые заборы с расстоянием между ними, равным 20-24-кратной высоте забора Двойные заборы высотой 4 м собирают до 650--700 м³/м снега, а высотой 5 м -- до 1000 м³/м.

...